Как работает система отопления. Варианты исполнения замкнутой системы отопления

Хорошее отопление как в частном доме, так и квартире, характеризуется несколькими признаками. Во-первых, все помещения должны быть прогреты до комфортной температуры и последняя не должна колебаться в зависимости от времени суток. Во-вторых, расход топлива доложен стремиться к минимуму. В-третьих, желательно иметь возможность регулировать интенсивность нагрева батарей в каждом помещении. В-четвертых, ремонт, если таковой потребуется, должен быть простым, легким и проводится без отключения обогрева всего дома.

Виды отопления

Принцип действия любой отопительной системы сводится к тому, что теплоноситель, вода или антифриз, нагревается в котле, перемещается по трубам от одного отопительного прибора к другому, постепенно отдавая тепло, и возвращается к котлу для повторного нагрева и использования. Однако способов реализации этой концепции существует несколько. Выбор варианта, оптимального для частного дома, зависит от ряда факторов.

Принципиальным для классификации является устройство расширительного бака. Вода, как и любая другая жидкость, при нагревании расширяется и, соответственно, уменьшается ее плотность. Для компенсации эффекта устанавливается расширительный бак.

В зависимости от конструкции бака системы делятся на две большие группы.

Естественная циркуляция

Любая схема отопления, прежде всего, должна обеспечивать поставку нагретого теплоносителя к батареям или радиаторам. Реализовать перемещение можно двумя методами.

Естественная циркуляция – весьма выгодный с экономической точки зрения вариант, так как потребует минимума оборудования. В этом случае циркуляция воды обеспечивается свойством расширения воды или другой жидкости после нагревания. Теплоноситель с большой температурой имеет меньший вес и перемещается по верхней трубе к радиаторам, где постепенно охлаждается. Охлажденный, он спускается вниз и по обратной трубе возвращается в котел, попутно вытесняя нагретый, более легкий теплоноситель. Величина естественной циркуляции будет зависеть от разницы температур (как правило, в 10 градусов), и от сопротивления движению теплоносителя. Последнюю проблему решают увеличением диаметра трубы.

Также эффективность отопления обеспечивается уровнем расположения элементов: котел должен быть ниже уровня радиаторов не менее чем на 3 м.

Преимущества

• Экономичность – требуется минимум оборудования.
• Достаточно простой монтаж, осуществимый своими руками.
• При необходимости для того, чтобы перейти к принудительной циркуляции, достаточно поставить в обработку насос.

Недостатки

• Такое отопление обладает значительной инерцией и практически не регулируется.
• Для реализации проекта требуется выполнять определенные условия: площадь частного дома не должна быть более 3500– 3600 кв. м. Отопительный котел должен располагаться значительно ниже радиаторов.

Несмотря на вышеперечисленные недостатки, отопление по типу естественной циркуляции является оптимальным вариантом для одного- или двухэтажного дома. На фото представлена схема для двухэтажного здания.

Принудительная циркуляция

Отличие этой системы состоит в том, что интенсивность движения теплоносителя обеспечивается работой насоса, что в свою очередь влечет как достоинства, так и недостатки. Но благодаря использованию насоса этот принцип чаще реализуется для закрытой схемы.

• Установка по-прежнему достаточно проста, чтобы ее можно было выполнить своими руками. Единственное отличие – врезка насоса. Прибор подключается в последнюю очередь и обязательно в обратную трубу, так как рассчитан на температуру жидкости не более чем +60 градусов.
• Отсутствует необходимость соблюдать разницу в расположении радиаторов и котла.
• Монтаж возможен в частном доме любой площади.
• Существует возможность регулировать температуру.

Организация обогрева по принципу принудительной циркуляции обладает и своими недостатками.

• Более высокая стоимость отопления.
• Зависимость от подачи тока – насос подключается к электросети, и в отсутствие тока дом обогреваться не будет. На видео демонстрируется процесс установки насоса.

Монтаж закрытой системы обогрева

Прежде чем приступить к установке, следует провести предварительные расчеты. Они могут быть выполнены своими руками и включают в себя ряд параметров.

1. Расчет мощности, исходя из примерного соотношения: 1 кв м площади – 1 кВт.
2. Расчет мощности радиаторов – для этого необходимо воспользоваться паспортом прибора.
3. Выбор труб, и оценка сопротивления по величине сечения трубы.
4. Выбор котла соответствующей мощности и расширительного мембранного бака.

При установке отопления по закрытой схеме следует тщательно соблюдать рекомендации. На видео демонстрируется монтаж варианта с одной трубой и циркуляционным насосом.

Всем известно, что тепло нужно экономить и это выгодно. Но мало кто понимает, как делать это на практике, в реальном жилом доме. Однако рано или поздно такие знания пригодятся всем собственникам, поскольку именно им предстоит принимать решение о составе капитального ремонта.

1. Потребности в тепле у всех разные: кто-то чувствует себя комфортно при +21°C, а кому-то нужно +26°C. Однако регулировать теплопотребление в соответствии со своими предпочтениями жильцы не могут.

2, Полезной, за которую собственники действительно должны платить, является лишь часть получаемой ими тепловой энергии. Система работает так, чтобы исключить жалобы на недогрев, остальные же спасаются от перетопов, открывая форточки. Те излишки тепла, которые таким образом рассеиваются в атмосферу, а также теплопотери через стены, фундамент и кровлю - это выброшенные на ветер деньги.

3. Количество подаваемого в дом тепла регламентируется устаревшими нормативами, не учитывающими реальное состояние зданий и тепловых сетей, их износ.

4. Во многих случаях, особенно если дом старый, существует реальная проблема теплопотерь: через холодные стены, плохо утепленные подвалы и кровлю, старые деревянные окна. Конечно, теплопотери через ограждающие конструкции не относятся напрямую к числу проблем, связанных с теплоснабжением, в конечном итоге они столь же критично сказываются на эффективности использования тепла, как и прочие факторы.

5. Существует и еще одна проблема, которая при поверхностном изучении вопроса не столь очевидна, но, тем не менее, весьма значима: это неравномерное распределение тепла по дому. Объясняется это тем, что гидравлическое сопротивление системы отопления растет по мере удаления от теплового ввода, поэтому дальние от него стояки прогреваются хуже, а ближние - чрезмерно. Если работа системы отрегулирована по средним для дома параметрам, то получится, что кто-то расходует тепло впустую, рассеивая его через форточки, а кто-то в то же самое время мерзнет.

6. При всех перечисленных проблемах платят за тепло собственники, исходя лишь из площади своих квартир, независимо от того, сколько реально тепла им нужно и сколько они его потребляют.

Чтобы ограничить потребление тепла количеством, реально необходимым жителям дома, и дать каждому собственнику возможность регулировать это количество на уровне своей квартиры, необходимы особые технические решения, реализуемые либо при строительстве дома, либо в процессе капитального ремонта:

1. Прежде всего - это регулирование по дому в целом, например, в зависимости от изменения погодных условий или от времени суток. Такое регулирование осуществляет автоматика индивидуального теплового пункта на основании изменения температуры воздуха на улице.

2. Чтобы решить проблему неравномерной подачи теплоносителя в разноудаленные от теплового ввода стояки, используются специальные устройства - автоматические балансировочные клапаны. Они устанавливаются на каждом стояке после монтажа теплового пункта и выравнивают количество горячей воды, а значит, и тепла, поступающих в эти стояки. Таким образом, все получают услугу отопления в одинаковом объеме и не происходит никакого перерасхода.

3. Наконец, каждый может установить комфортную для себя температуру воздуха в комнатах, используя автоматические радиаторные терморегуляторы, ведь у всех разные предпочтения. А если при этом еще и перейти на поквартирный учет тепла, то и платить в конце месяца жильцы, потребляющие разное его количество, будут по-разному. Это не просто справедливо, но и побуждает к еще большей экономии. Например, уезжая на дачу, можно ограничить температуру воздуха в квартире 14°C.

Единственной проблемой остается организация действительно справедливого поквартирного учета тепла, когда каждый платит лишь за то, что потребил сам. Дело в том, что установить индивидуальные теплосчетчики в квартирах можно только в том случае, если каждая из них имеет единственный тепловой ввод от общего стояка, как правило, расположенного в общем холле, и к этому вводу подключены все отопительные приборы в квартире. Именно на вводе и устанавливается теплосчетчик. Это называется поэтажной горизонтальной разводкой системы отопления. К сожалению, в России домов с такой разводкой раньше не строилось практически вообще, а сейчас - совсем немного, от силы 20%, и в основном это так называемое «элитное» жилье.

В большинстве же отечественных типовых панельных многоэтажек реализована вертикальная стояковая разводка системы отопления. Как это устроено, все хорошо знают: стояки пронизывают дом прямо через комнаты, и к каждому подключен отопительный прибор. Для такой схемы нужно принципиально иное решение, и оно существует.

На каждый радиатор крепится радиаторный распределитель, измеряющий теплоотдачу отопительного прибора. Зная мощность каждого из них (она определена проектом дома) и общее потребление за месяц, можно по данным, поступающим с распределителей, вычислить долю каждого радиатора в общедомовом потреблении. Просуммировав поквартирно, получим индивидуальное потребление каждого собственника за месяц.

Оборудование может работать автоматически. Например, система поквартирного учета тепла Danfoss INDIV AMR собирает показания с распределителей по радиоканалу на этажные и подъездные концентраторы, а затем передает их через Интернет в расчетный центр, где автоматически формируются счета за тепло.

Перейти на такую форму учета нельзя в индивидуальном порядке, поскольку установить радиаторные распределители должны не менее половины жильцов. Подобные решения требуют обсуждения на общем собрании и могут быть реализованы как раз в ходе капитального ремонта, вместе с модернизацией системы отопления.

Располагая необходимыми знаниями, собственники могут принять правильное решение о составе капитального ремонта и получить реальную экономию тепла и денег. Кроме того, у каждого из них, благодаря установленной в доме автоматике, радиаторным терморегуляторам и распределителям, появится возможность платить только за свое личное потребление и экономить еще больше.

В частном доме можно использовать различные виды отопления, от их выбора и будет зависеть работа системы отопления .

Принцип работы системы отопления

Принцип работы водяной системы отопления открытого типа (Рис 1). Вода нагретая в котле движется к приборам отопления и обратно под действием гидростатического напора. Он происходит за счет разности плотности нагретой и охлажденной жидкости. Горячая вода из котла , как более легкая, поднимается вверх по главному подающему стояку . Из него она попадает в разводящие магистрали трубопроводов и через подающие стояки к нагревательным приборам . Где происходит остывание воды, в результате чего она становится более тяжелой и своим весом вытесняет через обратную магистраль горячую воду из котла отопления в главный стояк. Поэтому работа системы отопления с естественной циркуляцией происходит только благодаря постоянному нагреву воды в котле. Такую систему нельзя использовать в зданиях с большой протяженностью и на ее изготовление нужны трубы значительных диаметров.

Принцип работы водяной системы отопления закрытого типа (Рис 2) лишена вышеперечисленных недостатков. В ней циркуляция воды происходит за счет работы центробежного насоса в замкнутой системе отопления. Насос при этом может находится или в корпусе котла, или его устанавливают в обратную магистраль отопления, чаще перед котлом. В такой системе нагретая вода из котла движется по трубам к нагревательным приборам и возвращается обратно при помощи центробежного насоса. Смотрите видео.

Одним из современных видов отопления является система "теплый пол". Работа системы отопления основывается или на нагреве электрического кабеля, или трубы включенной в систему водяного отопления и проложенных в стяжке пола. В межсезонье, когда не рационально пользоваться отоплением, или при его отсутствии, выручают электрические обогреватели (конвекторы) (Фото 1). Одним из положительных качеств которых - конвекторы не сжигают кислород и их можно задействовать как основной источник отопления. Как и электрические обогреватели (конвекторы) применяются тепловентиляторы (Фото2). Они быстро и направленно перемещают нагретый воздух по помещению.

Работа системы отопления непосредственно зависит от правильного и эффективного выбранного вида обогрева дома.

Сегодня всё больше и больше людей перебираются с городских квартир на загородные участки. Это связано во многом с тем, что благосостояние обывателей растёт, открывая новые, недоступные ранее возможности. Да и стоимость загородной недвижимости сравнялась, а порой и стала ниже, чем стоимость хорошей квартиры в центре города. Это и многое другое, а также наличие собственного автотранспорта, сыграло решающую роль в том, что люди стали выбирать покой и уединение, добровольно отказываясь от таких «прелестей» городской жизни, как пьющие соседи, войны за парковку, непонятные люди под окнами, и тому подобными.

Система отопления без циркуляционного насоса работает сама, не завися от наличия в доме электричества.

Однако переезд в частный дом, вместе радостью обладания собственностью и свежим воздухом, дарит своему хозяину целый комплекс задач, к которым раньше он не имел абсолютно никакого отношения, вверяя их в руки специальных коммунальных служб: уборка придомовой территории, вывоз мусора и отопление.

Давайте поговорим о том, что представляет собой замкнутая система отопления, из чего она состоит и как работает, чтобы хоть на один вопрос в голове счастливого землевладельца стало меньше.

Базовый принцип работы

Прежде всего, нужно понять о каком варианте идёт речь: система отопления без циркуляционного насоса работает сама, не завися от наличия в доме электричества, это хорошо, но есть и недостаток - это необходимость тянуть в два раза больше труб и их слабый и медленный прогрев. Другое дело, схема отопления закрытого типа с циркуляционным насосом, у которой огромная фора – прогрев происходит намного быстрее, возможностей прокладки больше, словом, одни плюсы. Но обо всём по порядку.

Система отопления закрытого типа с насосом выгодно отличается от самотёчного варианта тем, что движение теплоносителя по ней контролируется и управляется посредством помпы.

Без насоса

Такой вариант отлично подойдёт для одноэтажных построек небольшой площади. Основное преимущество системы – её автономность. Вода, нагреваясь в котле, поднимается по трубам. Далее она проходит путь по горизонтальному стояку, подающему теплоноситель в радиаторы. Из радиаторов остывшая вода спускается в нижнюю магистраль, ведущую обратно в котёл, и цикл повторяется снова.

Трубы ставят под небольшим наклоном, слева направо верхнюю, и справа налево нижнюю трубу, по которой отводится остывший теплоноситель. Расширительный бак устанавливается в таком случае в самой нижней точке системы, его основное назначение – не допускать скачков давление и компенсировать их. Давление внутри сети постоянно динамически изменяется, это связано с тем, что вода при нагреве расширяется, а при остывании сокращается.

Насос всё-таки будет необходим, на этапе заполнения системы водой. Трубы наполняют до достижения рабочего давления, которое составляет, как правило, полторы атмосферы.

С насосом

Система отопления закрытого типа с насосом выгодно отличается от самотёчного варианта тем, что движение теплоносителя по ней контролируется и управляется посредством помпы, что, в свою очередь позволяет:

• Выбрать тот вариант разводки труб, который наиболее подходит для вашего случая;
• Провести несколько контуров отопления, например, на первый и на второй этаж раздельно;
• Регулировать температуру во всех помещениях, не влияя на движение теплоносителя и не снижая показатели всей системы.

Отопление закрытого типа лучше всего делать с применением насоса. В редких случаях монтаж закрытого отопления без насоса выполняют гибридным способом. Насос в таких случаях присутствует, но он врезан таким образом, чтобы в случае отключения электричества, система могла перейти на автономную работу. Тем не менее все минусы самотёчной схемы будут неизменно сопутствовать такому подключению.

Варианты прокладки труб

Схема закрытой системы отопления с насосом даёт сразу несколько возможных вариантов подключения отопления.

Однотрубный

Такой способ может выполняться по-разному. Вот основные способы подключения однотрубной схемы:

• Последовательная схема. При этом теплоноситель перемещается по сети от радиатора к радиатору, постепенно остывая, и на последнем греющем элементе уже практически перестаёт выполнять свою работу;
• Ленинградка. Названая так потому, что была впервые разработана и внедрена в Ленинграде. Заключается в том, что радиаторы подключают с нижней стороны к стояку, проходящему горизонтально, вдоль пола или под ним. Установка игольчатых клапанов на входе и выходе из радиатора позволит провести его отключение от сети для ремонтных работ, без нарушения общей циркуляции, а установка дополнительного клапана на перемычку под ним позволит выполнять настройку давления и скорости теплоносителя по сети, добиваясь нужно температуры.

Кроме того, есть ещё схема, упомянутая в начале статьи, в которой горячая вода подаётся сверху от горизонтально расположенного под потолком или за ним стояка и, пройдя через радиаторы, уходит обратно к насосу.

Двухтрубный

Такое подключение позволяет добиться подвода теплоносителя к каждому греющему элементу отдельно, без потери давления, скорости движения и температуры, отвод также выполняется отдельно для каждого радиатора. Это позволяет установить на каждом устройстве специальные реостаты, настраивая температуру персонально для каждого радиатора.

Такой вариант более предпочтителен, так как он позволяет выполнить настройку терморегуляции в здании с учётом индивидуальных потребностей каждого потребителя, что даёт существенную экономию средств и ресурсов.

Такое подключение позволяет добиться подвода теплоносителя к каждому греющему элементу отдельно, без потери давления, скорости движения и температуры.

Важные детали

Не зависимого то того, каким образом будет осуществлено подключение: с насосом или без него, однотрубным контуром или двухтрубным – есть несколько агрегатов, наличие которых обязательно для закрытой системы отопления:

• Котёл. Его необходимо подбирать под рабочие параметры системы. Обязательно проверяйте рабочий диапазон давления в котле – он должен соответствовать вашим требованиям;
• Расширительный бак закрытого типа. Должен быть равен по объёму одной десятой ёмкости сети труб. Устанавливается в нижней точке системы, перед насосом, если он есть. Бак компенсирует давление внутри сети и является одним из самых важных её элементов. Ведь вода при нагреве расширяется, а остывая, сокращается – всё это вызывает постоянные перепады давления внутри труб. Именно бак компенсирует эти перепады, отнеситесь к его выбору очень внимательно. Не перепутайте – для сетей отопления бак должен быть красного цвета;
• Краны Маевского на радиаторах и автоматический клапан стравливающий воздух, установленный на вертикальном отводе, после бака, перед сетью труб. Обязательный элемент, позволяющий отвести излишки воздуха, которые обязательно будут появляться в процессе работы системы. Краны Маевского позволять вывести воздушные пробки из радиаторов;
• Манометр и клапан аварийного сброса теплоносителя. Ставятся на вертикальный отвод, после котла, перед основной сетью отопления. Манометр позволяет контролировать давление внутри труб, а клапан придёт на помощь в случае, если это значение перейдёт допустимые пределы.

Перечисленные элементы должны быть наивысшего качества, приобретены у авторизованных представителей известных брендов и иметь гарантийное обслуживание. От них зависит работоспособность всей системы. Не экономьте на «мелочах» и ваше отопление прослужит вам многие годы!